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活性炭的吸附理论是怎样的

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活性炭的吸附理论是怎样的

发布日期:2020-05-07 作者: 点击:

  根据吸附力的不同,活性炭表面的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于分子或原子中电子的瞬时不对称偶极(激发偶极)产生的分子间力范德瓦尔斯力,在吸附过程中,吸附分子和吸附剂的表面组成不会发生变化。当发生化学吸附时,吸附剂表面之间存在某种化学作用,即它们之间存在电子交换和转移,或化学吸附剂的转移或共享,这可导致原子重排、化学键的形成或破坏。化学吸附通常发生在活性位点,如边缘的不饱和碳原子,因此有固定的吸附位点,被吸附的分子不能沿表面移动。


  物理吸附通常是快速和可逆的。在某些条件下,吸附的气体被定量解吸,而不改变气体和固体的表面性质。物理吸附是一个放热过程,其吸附热接近气体的液化热。气体的物理吸附类似于气体液化过程,因此它只能在临界温度以下发生,并且通常可以在较低的温度下显著地进行(例如,在吸附气体的沸点附近)。化学吸附是不可逆的,所以很难分析。它通常伴随着具有化学变化的产物的沉淀。化学吸附的吸附热与化学反应的吸附热相似,但大多数仍是放热过程。化学吸附的速度与化学反应的速度相似,需要活化能的化学吸附通常需要在较高的温度下高速进行。然而,通常存在例外,例如在化学吸附较少的活性炭吸附位点的一部分处的活化吸附,以及形成非活化表面的另一部分的吸附分子和固体表面,它们是从物理吸附到活化吸附的过渡状态。此时,固体左侧的吸附力大于范德瓦尔斯力,但小于分子的吸附力。由于扩散速度慢,微孔固体上的物理吸附有时很慢。在实际吸附过程中,这两种类型的吸附有时会交替进行。如果发生单层化学吸附,则在化学吸附层上进行物理吸附。因此,为了理解吸附过程的性质,通常有必要根据各种性质进行综合判断。


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